吴霄波

(广西 柳州 545001)

1 土体半无限空间弹性体理论

把天然土体看成连续的、各向同性的、水平边界下方三维方向上空间无限填充的连续介质体系，并在此基础上建立的数学、力学理论称之为土体半无限空间弹性体理论。

2 工程算例

2．1 工程概况

该方法用于广西柳州化工股份有限公司技术改造20 000 m3气柜项目地基基础设计，根据气柜正常使用相关参数，地基土设计采用连续度高、强度大的三合土，为促成三合土岩石化(提高持力层强度)，基础采用保证土体密实、连续、含水量变化不大的起箍套作用的钢筋混凝土环梁结构。

2．2 工程建模及计算原则

根据设备参数建模及计算原则如下:

1)构建半无限空间弹性体的连续体介质三合土，运用材料力学广义胡克定律确定工程换土的三合土深度。

2)用以保证1)中模型的精确建立，运用弹性力学环形对称结构的梅拉解计算确定环梁结构的尺寸及配筋。

3)上述两点结合完成基础设计。

2．2．1 持力层三合土换土深度计算

根据材料力学广义胡克定律，荷载及形体关于某轴轴对称(这里z轴为对称轴)的连续介质的土体微元体满足以下极坐标方程:

其中，σρ，σφ，σz分别为径向应力，环向应力，竖向应力;E 为材料弹性模量;μ为材料泊松比。土体微元体应力分析图见图1。

图1 土体微元体应力分析图（极坐标）

并根据弹性力学中轴对称均布荷载半空间体需满足的基本方程如下:

Uρ=0(径向土体位移)，Uφ=0(环向土体位移)。

土重度r=18 kN/m3，又因为所以，ερ=0，εφ=0，ερ，εφ分别为径向，环向应变。……